导读：近日，中南大学粉末冶金国家重点实验室周科朝教授团队采用升华三维材料挤出增材制造装备，通过高流动填充打印策略，明显提升了3D构件层间结合强度，材料的相对密度与力学性能与传统注射成形件接近，为高强度、致密金属陶瓷材料的提供新的技术思路。他们最新的研究成果发表在增材制造领域顶刊《Additive Manufacturing》上。

  近年来，随着增材制造技术的持续不断的发展，含金属和陶瓷粉末的3D打印材料也取得了显著的进步。与单一的金属或陶瓷材料不同，金属陶瓷是一种金属-陶瓷复合材料，且有金属的高导电性和韧性，以及陶瓷的耐高温、高硬度和化学稳定性等优异性能。然而，因为金属粉末和陶瓷粉末的熔点和表面性能存在比较大差异，选择性激光烧结(SLS)、三维打印(3DP)和粘结剂喷射(BJ)等技术并不太适合金属陶瓷材料的打印。而采用材料挤出的打印方式，打破了材料类型的界限，使得能制造基于粉末冶金(PM)工艺的金属、陶瓷和金属-陶瓷复合材料零件。

  材料挤出方式最重要的包含熔融沉积成型(FDM)和熔融挤压成型(MEM)。目前，FDM已被证明适用于PM领域，可基于成熟粉末注射成型(PIM)工艺打印几何复杂部件，以此来降低原料粉末消耗，且可应用于昂贵的WC-Co合金和陶瓷粉末，也可很好地适配后续的脱脂和烧结工艺。然而，由于高填充丝材的脆性和柔韧性不足，FDM技术不适合微米级陶瓷材料的稳定打印。未解决这一问题，该团队以聚甲醛(POM)为主要粘合剂，开发了一种基于螺杆挤出方式的颗粒状原料。采用升华三维大尺寸独立双喷嘴打印机UPS-556，通过高流动填充打印策略，明显提升了3D构件层间结合强度，材料的相对密度与力学性能与传统件接近，为高强度、致密金属陶瓷材料的制造提供新的技术思路。他们最新的研究成果发表在增材制造领域顶刊《Additive Manufacturing》上。

  在材料挤压打印过程中，原料被加热到熔融状态，由喷嘴挤压成圆柱形线条，再通过规划路径层层沉积成型，这些线条之间的链接会产生一定缝隙或区域薄弱等缺陷。为了完全消除相关缺陷，研究团队通过不断认证发现除了材料性能、进料制造工艺、打印工艺参数等多种因素的影响之外，填充路径对聚合物打印件的性能有重要影响。该团队以拥有非常良好化学稳定性和高温导电性的NiFe2O4基金属陶瓷为基础，制备出了两种分别为62vol%和56vol%不同固含量颗粒原料，重点研究了材料加载和填充路径对nife2o4基陶瓷微观结构及力学性能的影响。通过设置包括(0°，0°)、(0°，90°)、(90°，90°)、同心圆、(45°，45°)和(45°，135°)不同的打印路径，提出了一种高流量填充方法。

  该团队采用固含量为56vol%的原料，且通过(45°，135°)高流量填充法制备出了高相对密度为96.7%的NiFe2O4-25（Cu-20Ni）金属陶瓷，其平均弯曲强度为173.5 MPa，接近传统样品的178.4 MPa。且经过控制原料的打印参数和粘度，能轻松实现三维样品的长期高流量填充效果，可制备的结构较为复杂，稳定性很高的大型PM制品。经过研究表明，通过高流量填充办法能够使用材料挤压工艺制造高质量的金属陶瓷复合材料，在复杂形状的阳极，切削工具和耐磨部件中具有潜在的应用前景。

  升华三维UPS-556采用了独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷不一样的种类材料的复合产品研究开发，实现大尺寸复杂结构的快速成形。非常大地节省了产品打印时间，具有简单易操作、工业型、高精度、高质量、超高的性价比等优点。再结合反应烧结制备工艺在复杂结构碳化硅陶瓷产品近净尺寸成型方面形成了巨大优势，来提升了产品生产效率并降低生产所带来的成本，为制造复杂结构金属陶瓷提供了新的工艺方案。

  主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址：

  特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。

  河北一烈士墓发现女子照片被烈士紧握放于胸前，当地：已移交技术部门修复，希望能找到亲人

  上海市民大呼：吃相难看！安福路曾排队半小时的二手店：80元回收900元卖出，有人被拒十几次

  李梦首夺总决赛MVP 抢五大战轰23+4 最后43秒中关键三分实至名归

  火山诗线后”亿万富豪、斗鱼CEO陈少杰，已取保候审！知名女主播被曝涉案被捕，多名头部主播仍停播

  SGA28+6送关键5分！雷霆险胜鹈鹕1-0，麦科勒姆20+6错失绝杀

  OPPO K12突然官宣：骁龙7 Gen3+5500mAh电池，4月24日发布

  iQOO Z9 Turbo再次被确认：真机实拍、关键参数，都很清晰了！

  vivo X100 Ultra再次被揭秘：镜头、参数清晰，有望成影像王者